摘要:⒈竖直上抛运动的条件:有一个竖直向上的初速度υ0,运动过程中只受重力作用.加速度为竖直向下的重力加速度g. ⒉竖直上抛运动的规律:竖直上抛运动是加速度恒定的匀变速直线运动.若以抛出点为坐标原点.竖直向上为坐标轴正方向建立坐标系.其位移公与速度公式分别为 X=υ0t-gt2 υ=υ0-gt ⒊处理方法:①全程 ②分段 ⒋竖直上抛运动的特征:竖直上抛运动可分为“上升阶段 和“下落阶段 .前一阶段是匀减速直线运动.后一阶段则是初速度为零的匀加速直线运动.具备的特征主要有: 时间对称--“上升阶段 和“下落阶段 通过同一段大小相等.方向相反的位移所经历的时间相等.即 t上=t下 速率对称--“上升阶段 和“下落阶段 通过同一位置时的速率大小相等.即υ上=υ下 能量对称-- ⒌多解性:处于抛出点上方的某点.可能处于上升阶段.也可能处于下降阶段 [例题精解] 例⒈已知O.A.B.C为同一直线上的四点.AB间的距离为l1.BC间的距离为l2.一物体自O点由静止出发.沿此直线做匀加速运动.依次经过A.B.C三点.已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等.求O与A的距离. 变式训练:汽车自O点由静止开始在平直公路上做匀加速直线运动.途中6s时间内依次经过P.Q两根电线杆.已知P.Q相距60m.车经过Q点时的速率为15m/s.则: ①汽车经过P时的速率是多少? ②汽车的加速度为多少? ③O.P两点间距离为多少? 例⒉一个氢气球以4m/s2的加速度由静止从地面竖直上升.10s末从气球上面掉下一重物.此重物最高可上升到距地面多高处?此重物从氢气球上掉下后.经多长时间落回地面?(忽略空气阻力.取g=10m/s2) 例⒊物体以一定的初速度冲上固定的光滑的斜面.到达斜面最高点C时速度恰好为零.如图所示.已知物体到斜面长度3/4处的B点时.所用时间为t.求物体从B滑到c所用的时间. 例⒋一物体初速度为零.先以大小为a1的加速度做匀加速运动.后以大小为a2的加速度做匀减速运动直到静止.整个过程中物体的位移为x.则该物体在此直线运动过程中最大的速度为多少? 例⒌物体从高处自由落下.通过1.75 m高的窗户所需时间为0.1 s.物体从窗底落到地面所需时间为0.2 s.则物体是从多高处下落的? 例⒍一跳水运动员从离水面10 m高的平台上向上跃起.举起双臂直体离开台面.此时重心位于从手到脚全长的中点.跃起后重心升高0.45 m达到最高点.落水时身体竖直.手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计).从离开跳台到手触水面.他可用于完成空中动作的时间是 s.(计算时.可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点.g取10 m/s2.结果保留二位有效数字) 例⒎质点做竖直上抛运动.两次经过A点的时间间隔为t1.两次经过A点正上方的B点的时间间隔为t2.则A与B间距离为 . 例⒏物体做竖直上抛运动.取g=10m/s2.若在运动的前5s内通过的路程为65m.则其初速度大小可能为多少? 三 运动图象及应用 [基础知识]
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(1)有一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度,测得的结果如图所示,则该工件的长度L= cm.
(2)某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置,如图2.在水平桌面上放置一个斜面,让钢球从斜面上由静止滚下,钢球滚过桌边后便做平抛运动.在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板,木板由支架固定成水平,木板所在高度可通过竖直标尺读出,木板可以上下自由调节.在木板上固定一张白纸.该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验:
A.实验前在白纸上画一条直线,并在线上标出a、b、c三点,且ab=bc,如图.量出ab长度L=20.00cm.
B.让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中a点,记下此时木板与桌面的高度差h1=h.
C.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中b点,记下此时木板与桌面的高度差h2=h+10.00(cm).
D.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中c点,记下此时木板与桌面的高度差h3=h+30.00(cm).
则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小vo= m/s,钢球击中b点时其竖直分速度大小为vby= m/s.已知钢球的重力加速度为g=10m/s2,空气阻力不计.
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(2)某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置,如图2.在水平桌面上放置一个斜面,让钢球从斜面上由静止滚下,钢球滚过桌边后便做平抛运动.在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板,木板由支架固定成水平,木板所在高度可通过竖直标尺读出,木板可以上下自由调节.在木板上固定一张白纸.该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验:
A.实验前在白纸上画一条直线,并在线上标出a、b、c三点,且ab=bc,如图.量出ab长度L=20.00cm.
B.让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中a点,记下此时木板与桌面的高度差h1=h.
C.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中b点,记下此时木板与桌面的高度差h2=h+10.00(cm).
D.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中c点,记下此时木板与桌面的高度差h3=h+30.00(cm).
则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小vo=
(1)使其击中停在轨道B点的小车(∠AOB=90°),则小球的初速度v0为多大?
(2)若小车做匀速圆周运动顺时针经A点时小球抛出,为使小球能在B处击中小车,小车的速率v应满足的条件.
(3)若在P、C之间以水平射程为(L+R)的平抛运动轨迹制成一光滑轨道,现将质量为m的小球套于其上,由静止开始从轨道P端滑下,重力加速度为g.则当其到达轨道C时小球重力的功率多大?
水平地面上有一个半径为R的圆形轨道,竖直平面上边中点P离地面高为h,P正下方一点P′位于COA连线上且与轨道圆心O的距离为L(L>R),如图所示。现从P点水平抛出质量为m的小沙袋,使其击中轨道上的小车(沙袋与小车均视为质点,空气阻力不计)。求:
(1)小车停在轨道B点时(∠AOB=90°),沙袋抛出后经多长时间击中小车?击中时动能多大?
(2)若小车匀速圆周运动顺时针经A点时沙袋抛出,为使沙袋能在B处击中小车,小车的速率v应满足的条件。
(3)若在P、C之间以水平射程为(L+R)的平抛运动轨迹制成一光滑轨道,小沙袋从顶点P由静止下滑击中C点小车时水平速度多大?
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